[發明專利]一種高速氣浮電主軸

無效

• 申請號: 201210587981.5
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103008695A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 湯秀清
• 申請（專利權）人: 廣州市昊志機電股份有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02
• 代理公司: 廣州三辰專利事務所(普通合伙) 44227
• 代理人: 范欽正

技術領域

????本發明涉及一種機械加工設備，具體地說是一種氣浮高速主軸。

背景技術

在現有技術中，氣浮高速主軸整體結構復雜且松散，加工難且對稱性差，因此工作精度低、轉速低，另一方面現有的主軸不能自動換刀，需要人手操作，這就浪費人力且消耗太多的工時；一般主軸不具備內外吹塵的功能，設備的使用壽命短且安全性能低。

發明內容

本發明提供一種高速氣浮電主軸，它克服了現有技術的不足

本發明技術解決方案是包括有氣缸組件（1），鋁水套組件（2），機體（3），推力軸承（4），軸芯（5），定子（7），夾頭組件（8），其特征在于所述機體（3）上部的貫通孔內設有上氣浮軸承組件（6），所述上氣浮軸承組件（6）內壁均勻分布有至少二個以上外切于軸向貫通孔的上軸承橫向氣道，各氣道末端均與軸向貫通孔相通，各氣道近上軸承體（6.1）外壁的一端設有堵頭（6.3），上氣浮軸承組件（6）的上軸承體（6.1）外壁中部設有環狀O型密封圈（6.2）；

所述機體（3）下部貫通孔內設有下氣浮軸承組件（8），所述下氣浮軸承組件（8）內壁均勻分布有至少二個以上外切于軸向貫通孔的下軸承橫向氣道，各氣道末端均與軸向貫通孔相通，各氣道近下軸承體（8.1）外壁的一端設有堵頭，下氣浮軸承組件（8）的下軸承體（8.1）外壁頂部設有環狀的頂層O型密封圈（8.3），下軸承體（8.1）的法蘭頂端面設有環狀的法蘭O型密封圈（8.2）。

本發明所述的上、下氣浮軸承組件分別設有上層橫向氣道和下層橫向氣道，每層均有至少八個氣道與各軸承軸向貫通孔相通，各軸承的上、下層橫向氣道間通過軸向氣道相連通。

當上、下氣浮軸承組件的各橫向氣道供氣時，軸芯（5）的外壁與機體（3）內壁間形成0.03~0.035mm的氣膜。

本發明工作原理：壓縮空氣由鋁水套組件的進氣孔進入，經機體內的氣路進入上氣浮軸承組件、下氣浮軸承組件和推力軸承，再經由上、下氣浮軸承組件均勻分布的橫向氣道，進入軸芯與上、下氣浮軸承組件及推力軸承之間的微小隙。由于氣膜壓力的存在，軸芯能夠被氣膜支撐起，處于完全懸浮狀態，這就消除了軸芯與軸承之間的摩擦，使軸承高速、高精度旋轉。

當定子內通入三相交流變頻電流時，定子內產生感應磁場，由于電磁感應原理，軸芯導條內產生感應電流和電磁力，驅動處于懸浮狀態的軸芯旋轉。若氣膜剛度夠大，軸芯頻率即可達到電流頻率的最大值。

冷卻水由鋁水套組件的進水孔進入，進入機體內水路中循環，再經由鋁水套出水孔排除，持續供給冷水，可保證整個主軸的運行溫度、精度及安全性。

壓縮空氣從氣缸組件上的接頭進入氣缸中，由于活塞上下面存在壓力差，推動活塞向下移動，與活塞固連的推桿亦隨之向下，推動夾頭組件向下移動至錐孔直徑相對大的位置，夾頭張開，刀具脫落，完成卸刀過程。反之，當刀具放到夾頭指定位置后，切斷氣缸供氣，推桿及氣缸活塞在氣缸復位彈簧的作用下，向上移動，與夾頭組件上端面分離，夾頭組件在碟簧的作用下，收縮至錐面貼合，夾緊刀具，完成裝刀過程。

本發明的優點在于：

????1、軸芯在工作時處于懸浮狀態，此時僅存在相比機械摩擦小得多的空氣阻力，將阻尼大大減小，滿足了實現高精、高轉速的主要條件；

????2、上、下氣浮軸承組件均采用了全新的橫向氣道結構，其中節流孔不采用以往的徑向供氣，而采用切向供氣，軸芯與氣浮軸承之間氣膜間隙在0.03~0.035mm之間，此種供氣方式可以提高氣膜的剛度，在相同結構下，可以實現更高的轉速；

3、交流變頻電流效率為0－6667Hz，電主軸最高轉速可達40萬轉，可在采用相同刀具的情況下，提高加工效率；

4、采用自動換刀機構，提高工作效率，實現加工過程的高度自動化；

5、電主軸內安裝循環冷卻系統，并安裝有溫度傳感器測溫，保證電主軸整個設備在低溫下運行，增加設備的使用壽命和安全性，并降低由于膨脹等因素產生的加工誤差。

附圖說明

圖1是本發明的剖視構造示意圖。

圖2是本發明的上氣浮軸承組件剖視構造示意圖。

圖3是本發明的A－A剖視構造示意圖。

圖4是本發明的下氣浮軸承組件剖視構造示意圖。

具體實施方式

實施例1